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分析儀器在油砂瀝青礦開發中的應用探討
發布時間：2017-11-22
引言
油砂瀝青(重油)是21世紀的重要能源。加拿大從油砂生產的瀝青和合成油已占其石油總產量的1/4以上。中國雖然亦有相當規模的油砂瀝青礦分布[1]，但尚無開采先例。面對巨大的石油供求缺口，開發油砂瀝青礦勢在必行。
如何開采油砂瀝青礦，除決定于其埋深及地質、地理環境外，有機物的化學組成與分布特征也是一個決定因素。這方面的研究，分析儀器具有不可替代的作用。近年來，本文在青海油砂瀝青礦開采可行性研究中對此作了一些探討。
2分析儀器的選擇
油砂瀝青為復雜的有機混合物，極性雜原子重組分很富集，一般>50%。但由于所處地質環境的差異性，其化學組成與分布相差甚遠。因此，需要有針對性地采用相關分析儀器，為油砂瀝青礦的開采提供基礎數據。
超臨界流體色譜(SFC)兼備氣相色譜和液相色譜兩者的優勢，適用于分離、測定高分子量或強極性化合物。有機差熱分析(DTA)及Rock-Eval熱解評價儀可測定油砂瀝青中輕質組分分布狀況，用氣相色譜法模擬原油實沸點蒸餾能準確、快捷地反映餾出各組分沸點的真實情況。
3樣品及測試
樣品為青海油砂山具代表性的第30層油砂，其飽和烴組分含量異常高，占瀝青的49.64%(m%)，而膠質、瀝青質只有37. 34 %。油砂粉碎后直接進行熱分析;用專用設備抽提出瀝青(重油)，其少量用于模擬蒸餾，大部分經柱層析分離出飽和烴組分用于SFC分析。有關儀器的型號、操作條件見參考文獻[2].
4結果與討論
測試表明，青海油砂瀝青中含有豐富的輕質組分，嚴格地說還未達到瀝青的范疇。其飽和烴不但占絕對主導地位，而且主要分布于C28左右，C20以前的占一定比例，C40以后的極少(圖1)。與其它地區的油砂相比，青海油砂DTA曲線不僅低溫峰較大，后一個峰很小，而且其兩個峰值溫度都明顯較低(圖2) o Rock-Eval熱解分析曲線亦有完全相同的結果。這些特征只會在輕質組分較多時才能形成。模擬蒸餾測試數據(表1)直接顯示，青海油砂瀝青礦的餾出組分沸點甚低，500°C時的累積餾分高達45%，甚至與一些常規原油相仿。
按慣例，出露或埋藏淺的油砂瀝青礦采用露天開采，埋深大的使用鉆井方法。但青海出露油砂瀝青礦中輕質組分甚多，烴類含量很高，是至今尚未見報道的一類特殊油砂瀝青礦。因此，它不能沿用現成的油砂瀝青礦開采方法，否則其油氣資源損失太大，生產安全隱患多。經全方位的技術經濟評價，擬采用組合方式生產，前期沿油砂主層水平鉆井采油，后期再進行露天開采[2]。
5結束語
有針對性地選用適宜的分析儀器，可以迅速準確地為油砂瀝青礦的開采利用提供寶貴的基礎數據。分析儀器在未來的油砂資源開發中將發揮重要作用。
摘自：中國計量測控網
